5급 공채 2차

2023년 5급 공채 기술 2차 수리수문학

문제 4개 · 50점. 참고 답안·채점 기준은 앱에서 볼 수 있습니다.

제1문 (10점)

그림과 같이 수리모형실험을 위해 1/30 축척의 여수로 모형을 제작하였다. 점성력과 표면장력은 무시하고 실험을 수행하고자 한다. 다음 물음에 답하시오. (총 10점)
[그림]
  1. (1) 원형의 홍수량이 Q_{{p}}＝500m3/s일 때, 모형의 홍수량(Q_{{m}})을 구하시오. (5점)
  2. (2) 모형의 유속이 V_{{m}}＝1.5m/s 일 때, 원형의 유속(V_{{p}} \,)을 구하시오. (5점)

제2문 (10점)

그림과 같은 1차원 흐름에서 원형단면 노즐을 통과하는 물의 속도는 다음과 같이 주어진다.
V = \frac{{2 t}}{{( 1 - 0.5 x / L )^{{2}}}} \, \, \, \, \, \, \, \, ( 0 \, \le x \le 2 \, . 0 \, \mathrm{m} )

[그림]
여기서 V \,는 속도(m/s), t는 시간(s), x는 노즐의 중심축을 따르는 거리(m)이며, L(노즐의 길이)은 2.0m이다. 노즐 구간에서 관의 직경이 0.50m에서 0.25m로 선형적으로 감소한다고 할 때 다음 물음에 답하시오. (총 10점)
  1. (1) 직경 d를 x의 함수로 나타내고 노즐 구간에서의 유량을 구하시오. (5점)
  2. (2) x＝0.5L이고 t＝1.0s일 때, 중심축에서 국부가속도(Local acceleration)와 이류가속도(Convective acceleration)를 각각 구하시오. (5점)

제3문 (20점)

<표 1>은 유역 A의 1hr－단위도이고, <표 2>는 유역 A의 강우량 현황이다. 다음 물음에 답하시오. (단, 유출계수는 0.5이고, 기저유량을 5m3/s로 가정한다) (총 20점)
<표 1>
시간(hr)01234
1hr－단위도(m3/s)061260

<표 2>
일시강우량(mm)
8월 6일 00:00～02:0020
02:00～04:0040
  1. (1) <표 1>의 단위도로부터 유역 A의 면적(km2)과 2hr－단위도를 각각 구하시오. (10점)
  2. (2) <표 2>를 참조하여 2hr－단위도로부터 첨두 유출량이 발생하는 시간(hr)과 첨두 유출량(m3/s)을 구하시오. (10점)

제4문 (10점)

그림과 같은 사다리꼴 단면에서 물이 흐를 때 수리학적으로 가장 유리한 최적단면(Optimum channel cross section)을 설계하고자 한다. 다음 물음에 답하시오. (총 10점)
[그림]
  1. (1) 최적단면이 되기 위한 윤변(P \,)을 수심(y)과 측면경사(z)로 나타내고 측면경사의 값을 구하시오. (6점)
  2. (2) 최적단면이 되기 위한 단면적(A)과 동수반경(R)을 수심(y)으로 각각 나타내시오. (4점)